Способ защиты электрических распределительных щитов от дуговых коротких замыканий и устройство для его осуществления

 

1. Способ защиты электрических распределительных щитов от дуговых коротких замыканий, заключающийся в контроле физических параметров дугового столба, сравнении этих параметров и отключении распределительного щита в случае их изменения, отличающийся тем, что, .с целью повышения надежности путем исключения ложной работы и расширения функционсшьных возможностей путем обеспечения защиты от возгорания парных распределительных щитов, в качестве контролируемого параметра принимают световое излучение и температуру воздуха в каждом распределительном щите, причем попарно контролируют разности величин интенсивнрстей светового излучения в двух разных распределительных щитах и температур воздуха в этих щитах, сравнивают контролируемые разности между собой и в случавших одновременного отклонения от установленныхзначений подают команду на отключение одного из распределительных щитов , а именно - аварийного, в зависимости от направлений отклонений разностей контролируемых параметров, при этом сигнал на отключение в случае изменения разности температур воздуха выдерживают в течение отрезка времени, меньшего уставки или равного ей по времени срабатывания выключателя аварийного распределительного щита или собственного времени отключения этого выключателя. 2.Способ ПОП.1, отличающийся тем, что после отключения аварийного расп-ределительного щита подают через выдержку времени команду на тушение возгорания внутри аварийного щита, если не в.осстанавливаются установленные значения обеих разностей контролируе1 Ь1Х параметров . С 3.Устройство для защиты элекггрических распределительных щитов от дуговых коротких зг1мыканий, содержащее мосты из резисторов и фотодатчиков , одна диагональ которого подключена к шинам питания, а к другой подключен вход реагирующего органа, 4 00 1 отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и расширения функциональных возможностей, дополнительно введены второй мост из резисторов и термосопротивлений, второй реагирующий элемент, при -этом О) одна диагональ второго моста подключена к шинам питания, а к другой диагонали подключен вход вновь введенного реагирукядего органа, причем фотодатчкки, как и теЕ осопротивления , включены последовательно и составляют два плеча одного из мостов, а внутри каждого из двух распределительных щитов помещен один фотодатчик и одно термосопротивление, а реагирующие органы выполнены каждый из двух тиристоров, цепи управления которых подсоединены через диоды к измерительным диагоналям .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) 3(51) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

H ABTGPCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 3354413/24-07 (22 ) 12. 11. 81 (46 ) 23.09.83. Бюл. М 35 (72) A.И. Ковалев, Л.И. Ковтун и С. И. Радз иевский (71 ) Севастопольское вь(сшее военноморское инженерное училище (53) 621.316.925(088.8) (56 ) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 607306, кл. Н 02 Н 7/00, 1976. . 2. Авторское свидетельство СССР

Р 672691, кл. Н 02 Н 3/08, Н 02 Н 7/26, 1976.

3. Авторское свидетельство СССР

Р 752604. кл. Н 02 Н 7/22, 1977. (54) СПОСОБ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ

РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ ЩИТОВ ОТ ДУГОВЫХ

КОРОТКИХ ЗАИЫКАНИЙ И УСТРОПСТВО ДЛЯ

ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

{57) 1. Способ защиты электрических распределительных щитов от дуговых коротких замыканий, заключающийся в контроле физических параметров дугового столба, сравнении этих параметров и отключении распределительного щита в случае их изменения, отличающийся тем, что, . с целью повышения надежности путем исключения ложной работы и расширения функциональных возможностей путем обеспечения защиты от возгорания парных распределительных щитов, в качестве контролируемого параметра принимают световое излучение и температуру воздуха в каждом распределительном щите, причем попарно контролируют разности величин интенсивностей светового излуЧения в двух разных распределительных щитах и температур воздуха в этих щитах, сравнивают контролируемые разности между собой и в случае4их одновременного отклонения от установленных значений подают команду на отключение одного иэ распределительных щитов, а именно — аварийного, в зам висимости от направлений отклонений разностей контролируемых параметров, при этом сигнал на отключение в случае изменения разности температур воздуха выдерживают в течение отрезка времени, меньшего уставки или рав ного ей по времени срабатывания выключателя аварийного распределительного щита или собственного времени отключения этого выключателя.

2. Способ по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что после отключения аварийного распределительного щита подают через выдержку времени команду на тушение возгорания внутри аварийного щита, если не восстанавливаются установленные значения обеих разностей контролируемых параметров.

3. Устройство для защиты элекгри ческих распределительных щитов от дуговых коротких замыканий, содержащее мосты из резисторов и фотодатчиков, одна диагональ которого подключена к шинам питания, а к другой подключен вход реагирующего органа, отличающее с я тем, что, с целью повышения надежности и расширения функциональных возможностей, дополнительно введены второй мост из резисторов и термосопротивлений, второй реагирующий элемент, при этом одна диагональ второго моста подключена к шинам питания, а к другой диагонали подключен вход вновь введенного реагирующего органа, причем фотодатчики, каК и термосопротивления, включены последовательно и составляют два плеча одного из мостов, а внутри каждого из двух распределительных щитов помещен один фотодатчик и одно термосопротивление, а рЕагирующие органы выполнены каждый из двух тиристоров, цепи управления которых подсоединены через диоды к измерительным диагоналям, 1д4377б разных мостов, в каждом реагирующем органе катод первого тиристора сое-, динен через конденсатор с первым входом двухвходового и первым вхо дом трехвходового элементов И, а катод второго тиристора соединен вторым входом двухвходового элемента И, к выходу которого присоединен исполнительный элемент отклюИзобретение относится к электротехнике и может,.быть использовано для защиты придуговых коротких за мыканиях (к.з) распределительных щитов судовых электроэнергетических

CHCYQM.

Известен способ защиты от дуговых коротких замыканий, основанный на контроле степени ионизации воздуха под действием плазмы электрической дуги внутри распределительного щита н отключении его в случае выявления плазмы дуги (1) .

Недостатком такого .способа является возможность ложного срабатывания при отключении автоматическим выключателем защищаемого распределительного щита внешних к.з., когда плазма дуги отключения выходит за пред - лы дугогаситель ной камеры.

Кроме того, указ анный спо соб имеет относительно невысокую,чувствительность, зависящую от количества датчиков плазмы, устанавливаемых в пределах электрораспределительного устройства.

Известен также способ защиты от дуговых коротких замыканий, основанный на контроле интенсивности светового излучения электрической дуги в шинопроводах электроэнергетических систем, при котором в краску шин добавляют химические элементы, содержащие в спектре излучения дуги линии, характерные только для соответствующего участка„ избирательно выделяют эти линии на каждом участке, и по величине выделенного сигнала определяют Aoi3 " режденный участок, который отключают (2) .

Недостатком данного способа являются его ограниченные функциональные возможности. Достаточно эффективно он может быть использован только в случае дуговых к.з. в шинопроводах электроэнергетических систем.

Наиболее близким о технической сущности к предлагаемому является чения первого распределительного щита, соединенный через элемент за.держки с вторым входом трехвходового элемента И, третий вход которого соединен с катодом второго тиристора, а .к выходу трехвходового элемента И присоединен йсполнительный элемент тушения возгорания,а аноды тиристоров соединены с плюсом питании. способ защиты электрооборудования от дуговых к.з., основанный на контроле B пределах одного электрораспределительного щита,(РЩ ) двух физических параметров †интенсивности светового излучения электрической дуги к;з. и величины проводимости плазмы дуги отключения в зоне ее выхлопа из дугогасительной камеры выключателя, сравнении этих параметРов и отключении аварийного РЩ в случае их неодновременного изменения (3) .

Известный способ позволяет в определенной мере исключить ложные срабатывания, однако имеет невысокую надежность и ограниченные функциональные возможности. Способ позволяет осуществлять защиту только в случае дуговых к.з. в шинопроводах коммутационного оборушзвания, при достаточном удалении автоматических выключателей от плазменного облака.

В случае мощных дуговых к.з. и дуговых к.з. в непосредственной близос, ти от выключателей., устройства по известному способу будут выдавать ложные запреты на отключение.

Кроме того, известный способ не позволяет осуществлять защиту в случае перерастания дуговых к.з. в возгорание и пожара, так как пожар сопровождается одновременно и световым излучением и ионизацией воздуха. Ионизация в пламени имеет своим источником химический процесс, протекающий в зоне горения. Наибольшая ионизация наблюдается как раз в углеводородном пламени {электроиэоляционные материалы, изоляция проводов и кабелей) °

Целью изобретения является повышение .надежности путем исключения ложной работы и расширение функциональных воэможностей путем обеспечения защиты от возгорания парных распределительных щитов. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу защиты электрических распределительных щитов от дуговых коротких замыканий, 1О

t5

М

ЗО

4О

1043776

В уСтРойство для защиты электрических распределительных щитов от дуговых коротких замыканий, содержащее мосты из резисторов и фотодатчи- 40 ков., одна диагональ которого подключена к шинам питания, а к другой подключен вход реагирующего органа, дополнительно введены второй мост из резисторов и термосопротивлений, второй реагирующий элемент, при этом одна диагональ второго моста подклю-чена к шинам питания, а к другой диагонали подключен вход вновь введенного реагирующего органа, причем фотодатчики, как и термосопротинления, включены последовательно и сос- тавляют два плеча одного из мостов, а внутри каждого из двух распределительных щитов помещен один фотодатчик и одно термосопротивление, а реагирующие органы выполнены каждый из двух тиристоров, цепи управления которь1х подсоединены через диоды к измерительным диагоналям разных мостов, в каждом реагирующем органе ка- 6О тод первого тиристора соединен через конденсатор с первым входом двухнходового и первым входом трехвходового элементов И, а катод второго тиристора соединен с вторым входом g5

50 заключающемуся в контроле физических параметров дугового столба, срав ненни этих параметрон и отключении распределительного щита н случае их изменения, в качестве контролируемого параметра принимают интенсивность светового излучения и температуру воздуха в каждом распределительном щите, причем контролируют попарно разности величин интенсивностей светового излучения в двух IO разных распределительных щитах и температур воздуха в этих щитах, сравнивают контролируемые разности между собой и н случае их одновременного отклонения от установленных значеНий в одном направлении (увеличение, уменьшение.) подают команду на отключение одного из распределительных щитов, а именно — аварийного, н зависимости от направлений отклонений разностей контролируемых параметров, при этом сигнал на отключение в случае изменения разности температур воздуха выдерживают и течение отрезка времени, меньшего уставки или ранного ей по времени срабатыва,ния выключателя аварийного распределительного щита или собственного времени отключения этого выключателя, При этом после отключения аварий- 30 ного распределительного щита подают через выдержку времени команду на тушение возгорания внутри аварийного щита, если не восстанавливаются установленные значения обеих разностей З5 контролируемых параметров. двухнходоного элемента И, к выходу которого присоединен исполнительный элемент отключения первого распределительного щита, соединенный через элемент задержки с вт,орым входом трехнходоного элемента И, третий вход которого соединен с катодом второго тиристора, а к выходу трехнходоного элемента И присоединен исполнительный элемент тушения возгорания, а аноды тиристорон соединены с плюсом питания.

На чертеже представлена схема

ycrpnAcòна .д.я защиты электрических распределительных щитов от дуговых

:;,оротких замыканий. устройство защиты от дуговых к.з. сод рг;ит две мостовые схемы постоянного тока, составленные из резисторов 1-4 и 5 — 8. В качестве резисторов 3 и 4 двух плеч первого моста используют фотодатчики (фотосопротив ленин, фотодио ч .и т.п. ), ориентированные на световое излучение электрических дуг и размещенные н двух раз".ûõ РЩ. Сопротивления фотодатчиков 3 и 4 уменьшаются с увеличением интенсивности светового излучения °

В качестве резисторов 5 и б двух плеч второ" î моста используют термосопротинления, размещенные также н раз ных РЦ. При этом фотодатчик 3 и термосопротинление 5 размещены в одном РЩ, а фотодатчик 4 и термосопротивление б — н другом РШ. Термосопротивления, которые используют яя контроля температуры воздуха н РЩ, имеют зависимость сопротивления от температуры экспоненциального вида. Однако этот их недостаток н данном случае несущественен, так как они используются не для измерения температуры, а для контроля ее изменения. Большая величина термосопротинлений позволяет пренебрегать сопротивлениями проводящих проводов. Они наиболее подходят н качестве резистинных датчиков в схемах регулирования и контроля температуры, не требующих точного ее измерения.

В измерительную диагональ первого моста включены цепь 9 управления тиристором, содержащая диод 10, а также цепь 11 управления тиристором, содержащая диод 12. В измерительную диагональ второго моста включены цепь 13 управления тиристором, содержащая диод 14, а также цепь 15 управления тиристора, содержащая диод 1б. Устройство содержит также двухнходоные элементы И 17 и

18, линии 19 и 20 задержки, трехнходоные элементы И 21 и 22, конденсаторы 23 и 24, выходные клеммы 25-28

Устройстно защиты от дуговьгх к.э. работает следующим образом.

1043776

ВНИИПИ Заказ 7352/58 Тираж б17 Подписное

Филиал ППП "Патент", г,ужгород, ул.Проектная,4 гонали моста будет мал и недостаточен для отпирания соответствующего тиристора. В этом случае для более надежной отстройки можно диоды в цепях управления тиристорами заменить на стабилитроны. Предлагаемое устройство не выдает также ложных запретов на срабатывание защиты. Запрет на срабатывание защиты осуществляется, если по каким-либо причинам в РЦ1 повысилась либо температура воздуха (перегрузка по току и т.п. ), либо интенсивность светового излучения (например, привнесен внешний источник света).

Применение чувствительных мостовых схем контроля параметров дугового столба позволяет осуществить защиту РЩ и в случае перерастания дугового к.з. в возгорание и пожар.

Эффективное тушение пожара в этом случае производится установками не объемного, а локального тушения. Последнее обстоятельство позволяет экономить огнетущащее вещество, быстрее восстанавливать нормальный режим функционирования электроэнергетической системы после тушения

10 пожара.

Кроме того, тушение возгорания в электрооборудовании по предлагае мому способу осуществляется только при снятом напряжении, что очень

15 важно, так как снижаются требования к огнетушащему веществу, повышается эффективность тушения.